连续重整装置进料换热器压降高的原因分析及对策

文 章，陈保华，李国冲，黄 聪

（中国石油广西石化公司，广西 钦州 535008）

连续重整装置进料换热器压降高的原因分析及对策

文 章，陈保华，李国冲，黄 聪

（中国石油广西石化公司，广西 钦州 535008）

本文分析了220万吨/年连续重整装置进料换热器冷流进料侧压降升高的原因，并根据重整原料所带的机械杂质冲破进料过滤器滤网进入换热器喷淋管造成堵塞，进而引起压降升高的情况，制定了一系列应对措施，取得了明显效果，并提出了相应建议。

连续重整装置；进 料换热器；压降

某炼厂22 0万t·a-1连续催化重整装置采用美国UOP公司专利技术，以上游轻烃回收装置提供的精制石脑油为原料生产高辛烷值汽油组分，同时还副产含氢气体、C5组分（液化气）等产品。重整反应部分采用UOP超低压连续重整工艺，反应器2+2布置。催化剂再生部分采用UOP第三代催化剂再生工艺“CycleMax”， 其中分离料斗氯吸附区采用了UOP最新的ChlorsorbTM氯吸收技术。装置于2010年5月建设完成，同年9月一次性开车成功。

重整反应系统混合进料换热器采用法国ALFA LAVAL PACKINOX(帕奇诺)公司生产的焊接板式换热器。该换热器是超大型的焊接板式换热器，由一个焊接的板式传热板束和一个压力容器组成。板束装在压力容器内，承受着来自系统最高压力循环氢的外压，在压力容器内无物料流通，只是用来承受操作压力和保护板束。压力容器采用全焊接结构，从而可以保证最安全的操作。换热器立式安装，物料在板束内进行全逆流换热，冷物流从底部流入，加热后从顶部流出，热物流从顶部进入换热器，冷却后从底部流出（图1）。该换热器具有占地面积小、换热效率高、压力降低等优点。装置于2017年1月2日完成大检修后投料生产，1月25日进料换热器E101压降开始出现异常并逐步恶化。

图1 板式换热器流程示意图

1 进料换热器压降升高过程

自2017年1月2日投料开工至1月25日20:00前，重整装置逐步将加工量提至215t·h-1，而进料换热器E101压降稳定在0.08MPa以下。1月25日20:00，加氢裂化石脑油改进石脑油分馏塔后，分馏塔塔底泵出现波动，重整进料随之波动，E101压降也出现波动。1月26日6:00，石脑油塔底泵切换，清理过滤器（无滤网只有骨架），清出大量铁锈等机械杂质（图2），E101压降上涨趋势开始变大。至1月28日16:00，压降由0.1MPa上升至0.2MPa，期间石脑油分馏塔底泵一直处于波动状态。之后，虽然石脑油塔底泵进行了切换，但重整板换喷淋管差压急剧上升，至1月29日17:00，压降由0.2MPa上升至0.4MPa，达到设计报警值。

图2 石脑油分馏塔塔底泵入口滤网情况

之后，采取了一些措施进行应对，E101压降上涨趋势得到明显抑制，但没有从根本上解决问题，E101压降仍然缓慢上涨。至3月15日，E101压降上涨至0.6MPa以上（图3），装置被迫逐步降量并计划停工进行处理。

图3 重整进料量及E101压降趋势

2 原因分析

部门工艺、设备相关技术人员调取相关参数的历史数据进行研究，发现E101前的进料过滤器S108压降出现了波动性上涨（图4），怀疑重整进料中有部分杂质进入E101喷淋管处，导致其压降升高，于是安排班组切换S108并进行清理。在清理过程中，发现切除的S108A过滤器内有大量机械杂质，同时底部滤网被冲破（图5），而S108B在运行7h后切除清理也存在同样情况（图6）。

图4 进料过滤器压降趋势图

图5 S108A检查情况

图6 S108B检查情况

结合图2所示分馏塔塔底泵入口的杂质情况，可以判断造成本次重整进料换热器E101压降升高的原因主要有以下两点：

1）原料质量把控不到位。从时间上可以清晰地反映出，自加氢裂化石脑油改进石脑油分馏塔后，分馏塔塔底泵出现波动，且泵入口过滤器出现大量机械杂质。由于该过滤器未安装滤网，使得杂质进入重整装置，损坏进料过滤器S108滤网，进入E101堵塞喷淋管。

2）重整进料过滤器滤网的材质强度不够。尽管在重整原料正常的情况下可以保证平稳运行，但如遇到原料含大量机械杂质的异常情况，极易出现破损情况，无法达到过滤作用。

3 对策

对以上原因进行分析后，公司及部门相关人员召开专题会进行探讨，制定了相应的措施，具体如下：

1）将含有杂质的加裂石脑油改至罐区，并清理加裂石脑油至石脑油分馏塔管线，确保杂质清理干净。

2）将进料过滤器原材质316的滤网升级为材质321的滤网，防止滤网短时间内被冲破。

3）将进料过滤器滤网由60目提升为80目，防止大颗粒杂质进入E101，加剧喷淋管堵塞。

4）制定重整进料过滤器定期清理制度，要求班组每12h对S108进行切换清理一次，同时检查滤网完好情况，并观察杂质含量变化情况。

5）当E101压降涨至0.6MPa时，及时协调各装置，在确保全厂物料平衡的条件下，适当降低重整加工量，缓解压降上涨问题。

6）若装置加工负荷降至近60%时压降仍居高不下，则需要对E101进行反冲洗处理。由于装置在建设时未采纳PACKINOX(帕奇诺)公司提供的板式换热器反冲洗流程，因此无法进行在线反冲洗，只能在其反冲洗方案和步骤的基础上进行优化，制定短时间停进料反冲洗的方案（图7、图8）。

图7 板式换热器改进后反冲洗流程示意图

图8 板式换热器改进后反冲洗步骤

7）如果反冲洗效果不佳，则装置需要彻底停运泄压，将E101喷淋管拆除清洗。

4 效果

1）自1月底E101出现压降高后，装置通过采取相应措施，虽然不能从根本上解决问题，但也能维持运行较长一段时间（共计时间约45d）。

2）在装置无法继续维持运行时，装置于3月23日13:04切断进料，之后按照既定的反冲洗方案进行处理，18:16进料恢复生产。经过反冲洗处理前后同为60%加工负荷条件下的对比， E101压降由0.495MPa下降至0.08MPa，并且当加工量再次提至215t·h-1时，E101压降也仅上涨至0.15MPa左右。由此可见，本次E101反冲洗效果很明显，在很大程度上将喷淋管处的杂质清理掉了。

5 建议

通过对本次板式换热器压降升高的原因进行分析及处理，我们认为重整原料带机械杂质是不容忽视的问题，一旦重整进料过滤器失去过滤作用，会严重影响装置的正常运行。因此，为了确保连续重整装置安稳长满优运行，结合装置现有的状况，提出以下几点建议：

1）加强重整原料质量管控，避免不合格原料进入装置影响正常生产。

2）要对重整进料过滤器的滤网强度升级，如有可能将进料过滤器改造为强度更高的金属烧结过滤器，提高其抗冲击能力。

3）对于新建的需要使用板式换热器的装置，应该保留其在线反冲洗流程，以便在线处理板式换热器喷淋管的堵塞问题。

4）如现有装置在运行过程中出现类似的问题，可以结合自身装置的特点，制定相应反冲洗方案进行处理。

[1] 潘洋.重整进料换热器压力降问题解决方案探讨[J].炼油技术与工程， 2010，40(8)：44-46．

[2] 寇大成.重整焊接板式换热器压差升高原因和处理[J].广州化工，2013，41(16)：196-198.

[3] 朱铁男.板壳式重整进料换热器内部结垢分析及改进[D].上海：华东理工大学，2016.

Cause Analysis and Countermeasures of High Pressure Drop of CCR Feed Heat Exchanger

WEN Zhang, CHEN Baohua, LI Guochong, HUANG Cong
(Guangxi Petrochemical Company, CNPC, Qinzhou 535008, China)

TE 965

B

1671-9905(2017)05-060-03

2017-03-16